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科技创新进展:科学揭示水稻植株发育和叶片衰老新机制

来源:中国水稻研究所作者:重点实验室发布时间:2017-05-08

近日,我所种质创新课题组在植物领域权威期刊《植物生理学(Plant Physiology)》在线发表了题为“A rice PECTATE LYASE-LIKE gene is required for plant growth and leaf senescence”的科研论文,揭示了水稻植株发育和叶片衰老新机制。

果胶裂解酶(PEL E.C.4.2.2.2)是众多果胶降解酶中的成员之一,其能够通过β-消除机制将去酯化的果胶降解成一个短链的果胶分子和一个4,5-不饱和寡聚半乳糖醛酸。果胶裂解酶的研究是在对植物病原菌Erwinia carotovora 和Bacillus polymyxa的研究中最先发现的,其在侵染过程中不仅使植物细胞壁降解,而且激活了植物的保卫系统。在植物中,果胶裂解酶的功能主要表现在花粉、花药和雌蕊发育、果实成熟、抗病和棉纤维的生长等方面。但其在水稻中还鲜有报道。

研究人员利用一个水稻矮杆、早衰突变体dwarf and early-senescence leaf 1(del1),借助图位克隆手段分离了DEL1基因, 该基因编码一个果胶裂解酶前体(Pectate Lyase Precursor)。DEL1突变导致细胞壁组成成分及结构发生变化,同时引起同聚半乳糖醛酸(Homogalacturonan)甲酯化的升高。这些结果表明,果胶裂解酶介导的细胞壁变化可引起水稻植株发育和叶片衰老。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点基础研究计划和中国农业科院科技创新工程的资助。冷语佳博士、杨窑龙博士和任德勇博士为共同第一作者,曾大力研究员和钱前研究员为共同通讯作者。

文章链接:http://www.plantphysiol.org/content/early/2017/04/28/pp.16.01625.full.pdf+html


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